論文の概要: Quantum algorithms for solving a drift-diffusion equation: analysing circuit depths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.21509v1
- Date: Thu, 25 Sep 2025 20:02:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-29 20:57:53.969206
- Title: Quantum algorithms for solving a drift-diffusion equation: analysing circuit depths
- Title（参考訳）: ドリフト拡散方程式の量子アルゴリズム:回路深さの解析
- Authors: Ellen Devereux, Animesh Datta,
- Abstract要約: 2次元のドリフト拡散方程式を解く量子アルゴリズムを実装した。
ゲートセットは、制約のないゲートセット、QuantinuumのTK1ゲートセット、IBM HeronとIonQのネイティブゲートセット、そして富士通の時空効率的なアナログローテーション(STAR)ゲートセットである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.04297070083645049
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We compare the circuit depths for five different gate sets to implement a quantum algorithm solving a drift-diffusion equation in two spatial dimensions. Our algorithm uses diagonalisation by the quantum Fourier transform. The gate sets are: An unconstrained gate set, the TK1 gate set from Quantinuum, the native gate sets of IBM Heron and IonQ, and Fujitsu's space-time efficient analog rotation (STAR) gate set. Our analysis covers a set of illustrative scenarios using up to 22 qubits. We find that while scaling with spatial resolution aligns with theoretical predictions in one dimension, scaling with spatial dimension is less efficient than theorised due to overhead from block encoding. Finally, using the STAR gate set, we find that even minimal problem instances exceed the operational limits of current quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 5つのゲートセットの回路深さを比較し,2次元のドリフト拡散方程式を解く量子アルゴリズムを実装した。
我々のアルゴリズムは量子フーリエ変換による対角化を用いる。
ゲートセットは、制約のないゲートセット、QuantinuumのTK1ゲートセット、IBM HeronとIonQのネイティブゲートセット、そして富士通の時空効率的なアナログローテーション(STAR)ゲートセットである。
我々の分析では、最大22キュービットの図解的なシナリオを網羅している。
空間分解能のスケーリングは, 1次元の理論的予測と一致しているが, ブロック符号化のオーバーヘッドにより, 空間次元のスケーリングは理論上より効率が良くないことがわかった。
最後に、STARゲートセットを用いて、現在の量子ハードウェアの動作限界を超える最小の問題インスタンスが見つかる。
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